课题1金属材料

第八单元金属和金属材料

课题一

金属材料

1.几种重要的金属

说到金属材质，大家应该不会感到陌生。看看家里的锅、盆、刀、锄头、水龙头等日常用品，大部分都是金属材质的。金属材料包括纯金属及其合金。人类从石器时代进入青铜时代，然后进入以金属材料的使用为标志的铁器时代。迄今为止，铜和铁已被广泛用作金属材料。

铝的利用比铜和铁要晚得多，也就是100多年以前。铝具有密度低、耐腐蚀等优良性能。现在，世界铝的年产量已经超过铜，仅次于铁。

你有很多生活经验，比如你知道铁锅、铝锅、铜火锅可以做饭、炒菜、涮涮锅，铁线、铝线、铜线都可以导电，可以弯曲等等。其实你已经积累了很多关于金属的感性知识。与氧、氢等非金属不同，金属具有一定的物理性质和用途。

除了一些共同的物理性质外，金属也有自己的特点。例如，铁、铝等大多数金属呈银白色，而铜呈紫红色，金呈黄色；在常温下，铁、铝、铜等大部分金属是固态，但温度计中的水银是液态……金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质也大不相同。

通过以上讨论，可以得出以下结论：

物质的性质在很大程度上决定了它的用途，但不是唯一的决定因素。在考虑材料的使用时，还要考虑价格、资源、是否美观、使用是否方便、废弃物是否易于回收、对环境的影响等各种因素。

2.合金

钢是使用最多的金属材料。您可能认为钢的性能比生铁好，因此钢是非常纯的铁。实际上，钢就是铁中含有少量的碳和其他金属或非金属。就像厨师在做菜时，经常会在菜肴中加入各种调味料，以改善菜肴的色、香、味，使菜肴更有营养。如果将某些金属或非金属在金属中加热熔合，就可以生产出具有金属特性的合金。例如，生铁和钢是两种含碳量不同的铁合金。生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。生铁除含碳外，还含有硅、磨蚀剂等，不锈钢中还含有铬、铁等。金属铁，这种成分的变化使合金的性能也发生变化。例如，纯铁是软的，但生铁比纯铁硬；不锈钢不仅比纯铁更硬，而且耐腐蚀性也比纯铁好得多。因此，在日常生活、工农业生产和科学研究中，大量使用的往往不是纯金属，而是它们的合金。

合金具有许多不同于构成它们的纯金属的特性，这使得合金更适合不同的应用。因此，日常生活中使用的金属材料，绝大部分都是合金。

迄今已制备出90多种纯金属，这些纯金属按一定的成分和质量比制备出数千种合金。

钛及钛合金被认为是21世纪重要的金属材料。它们具有许多优良性能，如熔点高、密度低（钛的密度仅为4.5 g/c· m ^3）、塑性好、易加工、机械性能好等。特别是钛及钛合金具有非常好的耐蚀性。即使在海水中放置数年，取出后依然光亮如初，耐腐蚀性远超不锈钢。钛及钛合金广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。

学完这个课题，你应该知道

1.金属具有许多相同的物理特性。例如，它们在常温下都是固体（水银除外），具有金属光泽，而且大多是电、热的优良导体，具有延展性、高密度、高熔点。

2、物质的性质在很大程度上决定了它的用途，但不是唯一的决定因素。在考虑材料的使用时，还要考虑价格、资源、是否美观、使用是否方便、废弃物是否易于回收、对环境的影响等各种因素。

3、金属材料包括铁、铝、铜等纯金属及合金。将某些金属或非金属加热熔合在金属中制成的合金会改变其性能。合金的强度和硬度普遍高于纯金属，耐蚀性也较好。因此，合金具有更广泛的用途。